Câu 37211 - Tự Học 365
Câu hỏi Vận dụng cao

Cho hàm số \(y = {x^3} - 3x\) có đồ thị \(\left( C \right)\). Gọi \(S\) là tập hợp tất cả giá trị thực của \(k\) để đường thẳng \(d:y = k\left( {x + 1} \right) + 2\) cắt đồ thị \(\left( C \right)\) tại ba điểm phân biệt \(M,\)\(N,\)\(P\) sao cho các tiếp tuyến của \(\left( C \right)\) tại \(N\) và \(P\) vuông góc với nhau. Biết \(M\left( { - 1;2} \right)\), tính tích tất cả các phần tử của tập \(S\).


Đáp án đúng: a
Luyện tập khác

Phương pháp giải

- Xét phương trình hoành độ giao điểm của \(\left( C \right)\) và \(d\) và tìm nghiệm của phương trình.

- Tìm điều kiện để phương trình có ba nghiệm phân biệt.

- Từ điều kiện bài cho liên hệ với điều kiện nghiệm của phương trình ta được phương trình ẩn \(k\), giải phương trình tìm \(k\) và kết luận.

Xem lời giải

Lời giải của Tự Học 365

Phương trình hoành độ giao điểm của \(\left( C \right)\) và \(d\):

\({x^3} - 3x = k\left( {x + 1} \right) + 2\)\( \Leftrightarrow \left( {x + 1} \right)\left( {{x^2} - x - 2 - k} \right) = 0\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x =  - 1 \Rightarrow y = 2\\{x^2} - x - 2 - k = 0\left( 1 \right)\end{array} \right.\).

\(d\) cắt \(\left( C \right)\) tại ba điểm phân biệt \( \Leftrightarrow \)phương trình \(\left( 1 \right)\) có hai nghiệm phân biệt khác \( - 1\)

\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\Delta _{\left( 1 \right)}} > 0\\g\left( { - 1} \right) e 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}k >  - \dfrac{9}{4}\\k e 0\end{array} \right.\).

Khi đó, \(d\) cắt \(\left( C \right)\) tại \(M\left( { - 1;2} \right)\), \(N\left( {{x_1};{y_1}} \right)\), \(P\left( {{x_2};{y_2}} \right)\) với \({x_1},{x_2}\) là nghiệm của \(\left( 1 \right)\).

Theo định lý vietè: \(\left\{ \begin{array}{l}S = {x_1} + {x_2} = 1\\P = {x_1}{x_2} =  - k - 2\end{array} \right.\).

Tiếp tuyến tại \(N\) và \(P\) vuông góc với nhau \( \Leftrightarrow y'\left( {{x_1}} \right).y'\left( {{x_2}} \right) =  - 1\)\( \Leftrightarrow \left( {3x_1^2 - 3} \right)\left( {3x_2^2 - 3} \right) =  - 1\)

\( \Leftrightarrow 9x_1^2x_1^2 - 9\left( {x_1^2 + x_2^2} \right) + 9 =  - 1 \Leftrightarrow 9{P^2} + 18P - 9{S^2} + 9 =  - 1\)

\( \Leftrightarrow 9{k^2} + 18k + 1 = 0 \Leftrightarrow k = \dfrac{{ - 3 \pm 2\sqrt 3 }}{3}\).

Vậy tích các phần tử trong \(S\) là \(\dfrac{1}{9}\).

Đáp án cần chọn là: a

Toán Lớp 12